Anleitung Medizinerpraktikum - Universität Bonn

10 Ultraschall
Versuchsziele
- Voraufgaben 10.A - 10.C
- Bestimmung der Resonanzfrequenzen der Ultraschallwandler (10.a)
- Bestimmung der Schallwellenlänge (10.b und 10.d)
- Bestimmung der Schall-Phasen- (10.b) und der Schall-Gruppen-
Geschwindigkeit (10.c)
Verbindung zu Medizin und Biologie
Bildgebende Verfahren zur Diagnose: Sonographie und Dopplersonographie; Therapie
mit Ultraschall: Behandlung von rheumatischen Erkrankungen und Gelenkentzündungen
durch Wärmezufuhr und Förderung der Durchblutung, Entfernung
von Zahnstein, Zerstörung von Nieren- und Gallensteinen (Lithotripter),
Ultraschall-Skalpell, Echolot im Tierreich (Fledermaus, Delphine und Wale).
Grundkenntnisse
Elementare Welleneigenschaften: Wellenlänge, Frequenz, Periode, Kreisfrequenz,
Phasengeschwindigkeit, Gruppengeschwindigkeit, Phasenverschiebung, Interferenzphänomene,
Eigenschwingung, Resonanz, stehende Wellen;
Eigenschaften von Schallwellen, Aufbau und Funktionsweise eines Oszilloskops
(s. Anhang D), Echolotverfahren, Erzeugung von Ultraschall, piezoelektrischer
Effekt.
10.1 Bestimmung der Wellenlänge einer Ultraschallwelle
sowie der Schall-(Phasen-)geschwindigkeit in Luft
In diesem Versuchsteil soll über den Zusammenhang c = λν die Schallphasengeschwindigkeit
in Luft bestimmt werden. Hierzu werden in einem ersten Schritt
die Resonanzfrequenzen des Ultraschallwandlers bestimmt. Dann wird durch Verschiebung
des Empfängers die Wellenlänge ermittelt, so dass die Schallgeschwindigkeit
berechnet werden kann.
Aufgabe 10.A: Was passiert, wenn man ein schwingungsfähiges System mit seiner
Eigenfrequenz anregt?
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